Особенности прессования многослойных печатных плат с заданным импедансом

С уменьшением массогабаритных показателей современной аппаратуры и повышением быстродействия электронных модулей возникла необходимость в уплотнении элементов проводящего рисунка, а это в свою очередь привело к созданию новых подходов к прессованию многослойных печатных плат (МПП), в тело которых вмонтированы пассивные и активные компоненты. Но все еще массовым изделием остаются многослойные печатные платы с количеством слоев - 8-16. Для повышения надежности специальной аппаратуры и уменьшения габаритных размеров стали применять гибкие шлейфы и разновидности жестко-гибких МПП, что в свою очередь привело к применению различных сочетаний прессуемых материалов. Появление СВЧ фольгированных диэлектриков, применимых в производстве печатных плат, позволило создавать цифровые фильтры, излучатели, аттенюаторы и быстродействующие вычислительные комплексы. Все это потребовало изучения базовых фольгированных диэлектриков и технологии их обработки. Процесс прессования в производстве МПП занимает ключевую роль, так как от качества спрессованной ПП зависит импеданс микрополосковой линии связи, совмещение внутренних слоев и, конечно, целостность электрических цепей под воздействием технологических температур и эксплуатационных воздействий.

Программа обучения охватывает следующие разделы профессиональных знаний: 

• конструкции многослойных печатных плат;
• проектирование технологической оснастки и предъявляемые требования к оборудованию;
• прессуемые материалы и технологии их обработки;
• контроль операций предшествующие прессованию;
• мероприятия входного контроля фольгированных диэлектриков и препрегов.

Учебно-тематический план

Тема 1. Материаловедение

Данный раздел является основополагающим для понимания процессов происходящих в момент прессования. В лекционном материале дается классификация всех фольгированных диэлектриков, определяются термины и понятия. Для управления процессом совмещения необходимы знания поведения диэлектрика в зависимости от его конструкции и типа связующего и введенного отвердителя. Много времени отводится на изучение свойств диэлектриков при технологическом воздействии, рассматривается методика отбора фольгированных ламинатов в работу в зависимости от поставленных задач. Для назначения оптимального рабочего давления прессования необходимо установить связь текучести смолы препрега и ее растворимости, дается лабораторная методика определения. Влияние окружающей среды на старение препрега, выявление образования кристаллов дицианамида и последствий использования такого материала. Лабораторные исследования препрега и соответствие заявленным паспортным данным. Физические свойства армированных и не армированных диэлектриков. Введение понятия температуры стеклования и температуры деламинации материала. Вспомогательные материалы, которые помогают управлять процессом прессования.

Тема 2. Организация труда на участке прессования, влияющая на качество продукции

Рассматривается оснащение лаборатории входного контроля материалов. Основные требования к участку сборки пакетов и технологической оснастки. Необходимое дополнительное оборудование к прессу. Процесс подготовки слоев и препрега перед сборкой пакета. Требования по хранению и движению материалов на участке прессования. Периодичность контроля оборудования и технологической оснастки в процессе эксплуатации. Обслуживание пресс форм.

Тема 3. Причины коробления печатных плат, влияние конструкции МПП и технологии совмещения

В данном разделе лекции анализируются все возможные причины вызывающие коробление печатных плат. Выявляются причины коробления связанные с особенностями конструкций МПП и пути уменьшения этого явления. Влияние систем совмещения внутренних слоев на совмещение после процесса прессования. Требования к технологическим рамкам на внутренних и на наружных слоях. Требования к пресс формам в зависимости от габаритных размеров заготовок, материалы, применяемые в производстве пресс форм, сравнительные характеристики.

Тема 4. Системы совмещения внутренних слоев МПП и контроль линейных изменений размеров материалов

Рассматриваются распространённые системы совмещения, недостатки одних и преимущества других. Разъясняются принципы интеграции положительных качеств других систем совмещения в существующие на предприятии (примеры по опросу слушателей). Правила анализа причин рас совмещения, необходимый инструментарий. Математические расчеты определения допусков по методу «Min – Max» и статистического анализа.

Тема 5. Полимеризация связующего как функция времени и температуры

В данной теме рассматриваются реологические свойства смол в препрегах в зависимости от скорости нагрева материала. Приводятся примеры управления приростом температуры в зависимости от разновидности «холодного» или «горячего» старта. Инструментальные методы замера прогрева пресс форм, выявление зависимости толщины прессуемого пакета от габаритных размеров заготовок. Оптимизация процесса прогрева прессуемого пакета. Необходимое и достаточное время выдержки при воздействии рабочей температуры в зависимости от типа отвердителя в препреге. 

Тема 6. Управление процессом прессования в зависимости от типа связующего и его свойств

Рассматриваются все доступные виды контроля над процессом гелеобразования в препреге. Замер электрического объемного сопротивления и сопоставление с процессом образования геля. Нерегламентированные методы контроля образования геля. Термомеханический метод контроля и применение его в оборудовании. Работа с термопарами, калибровка и построение таблицы соответствия температур. Выбор давления в зависимости от текучести и требований к МПП. Минимизация рас совмещения слоев в зависимости от давления и момента его приложения.

Тема 7. Прессование СВЧ диэлектриков, печатных плат с заданным импедансом, полиимидных диэлектриков с применением не текучих препрегов

Рассматриваются практически все фольгированные диэлектрики зарубежных и отечественных производителей, с помощью которых можно изготовить многослойную структуру ПП. Особенности фторопластовых диэлектриков и их препрегов, специфика оборудования. Прессование диэлектриков на основе углеводородных композиций (диэлектрики серии RO4000 компании Rodgers). Не текучие препреги, работа сними, расчет вытечки смолы за пределы обозначенного контура. Определение диэлектрической константы в армированных диэлектриках. Прессование МПП с заданным импедансом микрополосковых линий связи.

Тема 8. Практические занятия по составлению рабочих программ прессования по заданным параметрам диэлектрика

Тренинг участников лекционного материала по заранее составленным задачам. В процессе тренинга выясняется степень усвоения материала с разбором ошибок. Анализ видов брака появляющихся у присутствующих на их производствах.